家畜生产过程中氨的排放

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1、家畜生产过程中氨的排放《高效施肥》2009年第2期总字第23期家畜生产过程中氨的排放ShabtaiBittman和RobertMikkelsen著（国际植物营养研究所成都代表处谢玲译涂仕华校）原文译自《BETTERCROPS》2009年第一期P28-P31全球丰足的氮肥供应已使农业生产力陡增。然而，当氮以氨气(NH)形态逃逸到大气中后，则会3产生不良影响。除了会导致珍贵资源的浪费，还会对空气质量、生态系统生产力和人类健康产生负面影响。在北美洲，家畜生产是引起NH排放的最主要原因。改农家肥和化肥的管理措施将有助于减少3这一珍贵资源挥发损失。有着百

2、年历史的HaberBosch方法，将大气中的氮气（N）转化成值价的NH，是一项造福于人23类的重要发明之一。NH和其它氮肥的合成技术养活了全球数十亿人口，并改善了他们的饮食和生活3条件。但是，当活性N逃逸到环境中，会产生难以预料，有时甚至是不良后果。图1氨排放、迁移以及沉降的主要源农场主们正不断地重新检测他们的农业活动对周围环境的影响。近年来已实施许多方法来减少土壤侵蚀，避免水质恶化。最近，农业生产导致的空气质量问题已引起环境机构的高度重视。氧化亚氮(NO)是一种温室气体，已成为关注之一。氨的问题现已显露，成为令人关注的大气气体。在作物上施25

3、5国际植物营养研究所系列期刊《BETTERCROPS》中文版专刊《高效施肥》2009年第2期总字第23期用液氨（NH）或铵态氮肥(NH—N)（如尿素）的农民，充分意识到了氮挥发的潜在危害，并采取额34外措施来降低这种高经济价值资源的损失。这篇文章主要回顾了NH从家畜饲养中的流失。该杂志下3期的另一篇文章将会详细地讨论化肥施用中NH的损失。3动物饲养中的氨损失美国和加拿大有超过四分之三的NH排放归咎于农业，其中家畜生产占了绝大比例（图2）。当饲3料中的富氮蛋白质没有完全转化成动物产品（如肉、奶、羊毛和蛋）时，氨就成了动物粪便中组分之一。例如，喂给

4、奶牛的含N化合物仅有25％－35％转化成牛奶，剩余的则以各种简单和复杂的N形态排入尿和粪便中。化学和微生物作用将NH释放到空气中。家禽粪便中的氮主要是以尿酸的形态存在，3它同样也会很快转化成尿素和氨态氮NH。3IndustrialOnroadMobileIndustrialOnroadMobile4%5%4%4%OtherOther6%2%Ag.FertilizerAg.Fertilizer14%29%LivestockLivestock71%61%U.S.Canada图2美国和加拿大NH排放的主要来源。（美国环保局，2005；加拿大环境部20

5、06）3当+NH在反应中转化成气体时，NH挥发就出现了：43+NHNH+H+43酸性条件碱性条件含氨物质在碱性条件下比在酸性条件下+(pKa=9.2)更容易挥发。当温度升高或NH浓度增加时，4NH释放反应就会加快。3在家畜生产中，NH的最大挥发产生于动物圈舍和粪肥施用过程中。家畜的放牧和粪肥堆放同样3也是NH的重要来源。例如，加拿大阿尔伯塔一个牛栏的最新研究表明，整个夏季的NH排放量为14033gNH/天·头。仅在一个养殖22,500头牛的养牛场，竟会对当地空气质量产生重要影响(McGinnet3al.,1977)。纵观加拿大的家畜产业，有50

6、％~63％来自动物排泄NH-N是在动物圈舍、粪肥堆放或施用过程4中挥发的，其中奶牛养殖的氨挥发量占总氮排泄量的50％，肉牛占50％，家禽占60％，猪占60％。这些损失中，有40％-50％发生在圈舍（草地），5％-15％在粪肥堆放，40％-50％是在粪肥施用过程中。从整个农场的角度来考虑NH的损失是非常重要的，这是因为一些保留在畜棚中的NH可能会在33随后的粪肥施用中损失。针对施用粪肥过程中防止氨挥发的改进措施仅仅局限于保存那些在畜棚和粪肥堆放中没有挥发的NH。因此，要想更有效的保存NH，需要一个整体农场战略。3356家畜生产过程中氨的排放《高效

7、施肥》2009年第2期总字第23期各种技术都可以用来减少家畜生产过程中NH的损失。例如，使用酸性调理剂（如硫酸氢钠和硫3酸铝）可保留家禽粪中大量的N。延缓尿素转化成铵的微生物和酶抑制剂已经成功用于养殖场减少氨的损失。吸附剂（如使用垫圈和沸石材料）能减少氨的挥发，利用天然或人工材料覆盖或其他方法（如深坑贮放）来减少粪便的暴露面，也能起到同样的效果。增加家畜生产力，效果最明显的是增加每头奶牛的产奶量，降低动物饲料中的过量蛋白质，都能大大减少NH的排放。在粪肥施用过程中，尽量3减少所施粪肥暴露于空气，将有助于降低NH的损失（表1）。3表1影响田间施粪

8、肥时NH流失的因素。3天气土壤性质粪肥性质减少NH排放策略3NH挥发随着温度升高和日当粪液渗入土壤中，氨挥动物粪便中的干物质含量粪肥分离器可分离液体和